很多人看到传感网都会不自觉的想到物联网，对于传感网和物联网的关系也有不同的声音。有一种声音认为传感网被纳入物联网，也有另一种声音认为传感网和物联网是一回事，就像传感网是大名，物联网是小名一样。到底是不是一回事，既然这么难区分清楚，那这两者肯定有很多相似之处，接下来我们就围绕传感器网络来详细分享。
一、什么是传感器网络？对于一个事物，往往是从读懂它的概念，理解它的定义开始的，那么什么是传感器网络呢？
传感器网络是指由随机分布的微小节点通过自组织集成传感器、数据处理单元和通信单元组成的无线网络。换句话说，它是由部署在探测区域的大量廉价微型传感器节点组成，通过无线通信形成的多跳自组织网络系统。其目的是协同感知、收集和处理网络覆盖区域内感知对象产生的信息，并将信息发送给观察者。
那么里面具体的工作流程是怎样的呢？首先通过一张图做一个抽象的理解。
从上面的传感器网络结构图可以看出，传感器网络由三个基本要素组成：传感器、感知对象和终端用户。在检测区域或被监控对象的周围有大量的传感器节点，通过自组织形成传感网络，然后这些传感器节点采集的数据通过多跳通信进行传输和处理，再传输到汇聚节点。当汇聚节点远离管理节点时，可以通过移动通信网络、互联网或卫星将信息收集到网络服务器，最终发送给终端用户。
二、传感器网络有哪些技术？
传感器网络的主要技术包括拓扑控制、MAC协议、路由协议、定位技术、时间同步和数据管理技术。
01、拓扑控制
拓扑控制是为了保证网络的连通性和覆盖性，充分考虑无线传感器网络的特点，通过节点发射功率调整、邻居节点选择和节点睡眠调度，根据不同的应用场景形成优化的网络结构，保证预定任务的完成。
02、MAC协议
媒体访问控制(MAC)、媒体访问控制和MAC协议是无线传感器网络的关键技术之一，决定了无线信道的使用方式，直接影响整个网络的性能。它是保证无线传感器网络高效通信的关键技术之一。传感器节点的能量、存储、计算和通信带宽有限，单个节点的功能较弱，而传感器网络的强大功能是通过多个节点的协作来实现的。多点通信需要MAC协议来协调局部区域的无线信道分配，需要路由协议来选择整个网络区域的通信路径。在设计传感器网络的MAC协议时，需要着重考虑以下几个方面：
1)节约能源。传感器节点通常由电池供电，电池能量通常难以补充。为了保证传感器网络长时间有效工作，MAC协议应该在满足应用需求的前提下，尽可能节省节点的能量。
2)可扩展性。因为传感器节点的数量，节点的分布密度等。在传感器网络的生存过程中是不断变化的，节点的位置也可能移动，并且存在新节点加入网络的问题，所以传感器网络的拓扑结构是动态的。MAC协议还应该是可扩展的，以适应这种动态变化的拓扑结构。
3)网络效率。网络效率包括网络公平性、实时性、网络吞吐量和带宽利用率。
03、路由协议
数据包的传输需要通过多跳通信到达目的地，因此路由算法是网络层设计的一项主要任务。路由协议主要负责将数据包通过网络从源节点转发到目的节点，主要包括两个功能：
1.找到源节点和目的节点之间的最佳路径。
2.沿着优化路径正确转发数据包。
无线传感器与传统无线网络协议的区别在于，它受到能量消耗的限制，只能获得局部拓扑结构的信息。由于这两个原因，无线传感器的路由协议应该能够根据本地网络信息选择合适的路径。由于其应用相关性强，传感器的路由协议在不同的应用中差异很大，没有通用的路由协议。无线路由器的路由协议应该具有以下特征：
(1)能源优先。需要考虑节点的能量消耗和网络能量的均衡使用。(2)基于局部拓扑信息。为了节省通信能量，无线传感器网络(WSN)通常采用多跳通信模式。因此，在节点只能获得局部拓扑信息和有限资源的情况下，实现简单高效的路由机制是WSN的一个基本问题。(3)以数据为中心。传统的路由协议通常以地址作为节点识别和路由的依据，而WSN由于节点的随机分布，关注的是监测区域的感知数据，而不是哪个节点获得的具体信息，形成了以数据为中心的消息转发路径。(4)应用相关性。设计者需要为每个特定的应用程序设计特定的路由机制。
04、定位技术
定位技术相对来说应该是最好理解的，在大多数传感器网络应用中知道节点的具体位置是有意义的。通过人工测量或配置来获得节点的精确坐标通常是不可行的。此时，传感器网络可以通过网络内节点之间的相互测距和信息交换，形成一组全网的节点坐标，用于精确的位置数据输出。无线传感器网络新的定位方法主要包括基于移动锚节点的定位算法、三维定位算法和智能定位算法。
05、时间同步
在无线传感器网络中，每个节点独立地进行无线通信。由于每个节点都使用自己的本地时钟模块进行计时，而这个计时模块的功能主要由晶振提供，由于晶振频率的误差和初始计时时间的差异，节点时钟时间和本地时钟无法同步，会导致传感器网络应用无法正常运行，并使其他服务质量大打折扣。可见，时间同步技术在无线传感器网络中起着非常重要的作用。
现在，有很多种时间同步技术。其中，RBS协议、HRTS、FTSP、GCS时间同步模型和LTS时间同步模型是发明较早的。比较新的时间同步技术包括：TBEC、WSN基于分簇的时间同步解决方案、WSN基于耦合振荡器模型的时间同步算法模型、萤火虫同步算法和协作同步。
06、数据管理技术
在传感器网络的整个工作流程中都会产生相应的数据，而传感器网络的意义就在于产生有效的数据，因此如何管理这些数据就显得尤为重要。可以说，无线传感器网络是一个以数据为中心的网络，它将传感器视为感知数据流或感知数据源，将传感器网络视为感知数据空间或感知数据库，将数据管理和查询处理作为网络的应用目标。传感器网络的任何应用都离不开数据的采集、存储、查询和分析。
由于传感器网络的能量、通信和计算能力有限，产生的数据不会全部送到汇聚节点进行处理，而是在数据汇给汇聚节点之前尽可能地进行处理。目前传感器网络的数据管理模式主要是3分钟：集中式、半分布式、分布式。
三、是特色，也是挑战。
传感器网络具有鲜明的特点，这些特点可以概括为无中心和自组织的特点、网络拓扑的动态多变性、传输容量的有限性、能量的有限性和安全问题。这些特点，甚至传感器网络的特点，都是它将面临的挑战。
这些特点对传感器网络的未来提出了一系列具有挑战性的问题，也可以概括为以下几点：
一是传播能力有限，如何在传播能力有限的情况下高质量地完成感知信息的处理和传递是我们面临的挑战之一；
第二，计算能力有限。如何节约能源，最大化网络的生命周期是我们面临的第二个挑战。
第三，供电能量有限。如何利用大量计算能力有限的传感器进行协同分布式信息处理？
第四，传感器数量多、分布广，使得传感器网络的维护非常困难甚至不可能。传感器网络的软硬件如何才能具有高鲁棒性和容错性？
第五，感知数据流庞大，开发一个强大的分布式数据流管理、查询、分析和挖掘方法也是一个很大的挑战。
挑战和机遇并存，有挑战一样大的机遇。我们不惧怕挑战，而是牢牢把握时代赋予的机遇。
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